单片机及应用上机手册(1)教学内容

单片机及应用上机手册(1)《单片机及应用》上机手册V0.91 PSoC试验板PSoC试验板核心是一颗PSoC微控制器，型号为CY8C24794-24LFXI。

CY8C24794-24LFXI，56脚QNF封装，拥有50个I/O管脚，其内部拥有4个数字模块，6个模拟模块以及一个全速的USB接口。

试验板在CY8C24794外围扩展了八段数码管扫描电路、4×4键盘阵列电路、RS232接口、USB接口、蜂鸣器、AD采样等电路。

并引出了24个单片机管脚信号，使用者可以利用它们来搭建其他应用。

图1是试验板CY8C24794-24LFXI的56个管脚信号定义。

试验板直接使用烧写接口的5V供电，也可以通过USB接口提供的5V电源供电。

使用USB接口直接供电时，还可以通过跳接开工选择将5V电源转换成3.3V做为试验板的供电电源。

图1 CY8C24794信号、编程接口及USB接口电路图2 八段数码管动态显示例程试验板配备了4个共阳型数码管，每个数码管的阳极由一个PNP三极管控制供电，微控制器的P4[0]、P4[1]、P4[2]、P4[3]四个管脚控制4个三极管的状态。

P3端口组的8个管脚组成一个数据总线共同来控制每个数码管的8个阴极。

另外MCU的P4[6]、P4[7]、P1[2]、P1[3]管脚可以单独控制一个LED灯，使用前请短接LED JMP跳帽。

如图2所示。

图2 试验板八段数码管及LED扩展电路2.1 八段数码管扫描控制原理八段数码管（以下简称数码管）由8个发光二极管LED组成，其中包括7个细长型的LED和1个小数点型的LED，每个LED称为一字段，分别为a、b、c、d、e、f、g、dp共8段，其中dp为小数点，如图3所示。

图3 八段数码管内部字段和引脚分布数码管模块通常有10根管脚，每一段有一根管脚，另外两根管脚是数码管的公共端。

数码管有共阳极（其中LED的阳极都连接在一起）和共阴极（其中LED的阴极都连接在一起）两种结构形式。

当数码管中的某个LED导通，相应的字段发亮。

这样，若干个LED导通，就构成一个字符。

在共阳极数码管中，要使某个LED亮，则该LED的控制管脚要接低电平，否则接高电平。

共阴极数码管则刚好相反。

因此我们可以排列出共阳型数码管的字形码，如表1所示。

表1 共阳型数码管字形码字形0 1 2 3 4 5 6 7 8 03H 9fH 25H 0dH 99H 49H 41H 1fH 01H 字形码字形9 A b C d E F 。

全灭09H 11H c1H 63H 85H 61H 71H 01H ffH 字形码多个数码管组成的显示电路中，我们一般采用动态扫描的方式进行显示，单片机定时地对数码管扫描，即逐个地循环地点亮各位数码管。

在这种方式中，数码管分时工作，每次只能有一个数码管显示内容。

不同位显示的时间间隔可以通过定时中断完成。

这样虽然在任一时刻只有一位数码管被点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，只要保证每个数码管的刷新率在50Hz左右，则动态刷新数码管显示看起来与全部数码管持续点亮效果是完全一样。

为了实现数码管地动态扫描，除了要给数码管提供段（字形代码）的输入之外，还要对各个数码管之间添加位的控制，也就是通常所说的段控和位控。

因此，这里数码管接口电路需要有2个输出口，其中一个用于输出8条段控线，另一个用于输出位控线，位控线的数目等于数码管的个数（本实验为4个）。

本实验中，段控线连到P3.0～P3.7口，分别对应数码管的dp、g、f、e、d、c、b、a段。

位控线连到P4.0～P4.3口，分别用来选择所要点亮的数码管。

试验实现一个秒表的功能，显示内容每5毫秒刷新一次，显示内容到1/10秒。

2.2 硬件模块设选择与配置1．创建一个新工程，在该工程的器件编辑器（Device Editor）中选择定时器模块，然后将其按要求放置，如图4所示。

图4 定时器模块放置图2．配置全局资源。

单击参数内容方框里的下拉箭头，选择合适的参数值，便可以更改工程中默认的全局资源。

此实验配置的全局资源如图8-5所示。

图8-5 全局资源配置３．按图6配置Timer8定时器模块的参数。

图6 定时器模块的参数配置4．按图7配置管脚驱动模式。

图7 管脚驱动模式的参数配置5．在timer8_1int.asm文件的_Timer8_1_ISR函数内添加如下代码，实现中断程序跳转：ljmp _timer1_ISR2.3 软件设计#include <m8c.h> // part specific constants and macros#include "PSoCAPI.h" // PSoC API definitions for all User Modules#pragma interrupt_handler timer1_ISR#define DATA PRT3DR //port for display data#define SEL PRT4DR //control port for PNP transisitor#define LED1 0b11111110#define LED2 0b11111101#define LED3 0b11111011#define LED4 0b11110111#define dp 0b11111110unsigned charreg[]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0x11,0xc1,0x63,0x85,0x61,0x71,0xff};unsigned char led1_dig=0,led2_dig=0,led3_dig=0,led4_dig=0;unsigned char led_count=1;unsigned char led_dp=0;unsigned char count = 0;/******************************************************************** **/void timer1_ISR(){if(led_count==5)led_count=1;if(count++ == 1){count = 0;if(led4_dig++ == 9){led4_dig = 0;if(led3_dig++ == 9){led3_dig = 0;if(led2_dig++ == 9){led2_dig = 0;if(led1_dig++ == 5)led1_dig = 0;}}}}switch(led_count){case 1:SEL=0xff&LED1;if(led_dp==1)DATA=reg[led1_dig]&dp;elseDATA=reg[led1_dig];break;case 2:SEL=0xff&LED2;if(led_dp==2)DATA=reg[led2_dig]&dp;elseDATA=reg[led2_dig];break;case 3:SEL=0xff&LED3;if(led_dp==3)DATA=reg[led3_dig]&dp;elseDATA=reg[led3_dig];break;case 4:SEL=0xff&LED4;if(led_dp==4)DATA=reg[led4_dig]&dp;elseDATA=reg[led4_dig];break;default:break;}++led_count;}/******************************************************************** **/void main(){Timer8_1_EnableInt();M8C_EnableGInt;Timer8_1_Start();led_dp=2;while(1);}3 AD采样例程模数转换器（A/D Convert）的功能是把模拟量转换成数字量，以便于利用计算机进行处理。

PSoC试验板将微控制器的P0[1]管脚连接到一个可调电位器的滑动端，用于给使用者验证PSoC的模数转换模块功能。

本例程使用PSoC SAR6模数转换模块对模拟量进行采集和转换，并将结果显示在数码管。

试验过程中通过改变电位器（本质上是一个可调电阻）改变模拟量的输入，观察显示结果的变化，并与万用表测试的结果相比较。

试验原理框图如图8所示。

电位器引脚P01PGA用户模块SAR6用户模块CY8C24794LED显示结果图8 实验原理框图3.1 硬件模块选择与配置1.创建一个新工程，在该工程的器件编辑器（Device Editor）中选择PGA 用户模块和SAR6用户模块，然后将PGA用户模块和SAR6用户模块按要求放置。

其中，PGA占用一个连续时间基本模块（ACB），SAR6占用一个开关电容模拟模块（ASC）。

图9 全局资源配置2.全局资源。

单击参数内容方框里的下拉箭头，选择合适的参数值，便可以更改工程的全局资源。

此实验配置的全局资源如图9所示。

3.连接用户模块。

PGA用户模块的输出作为SAR6用户模块的输入信号源。

4.按以下步骤选择模拟列时钟：1)单击AnalogColumn_Clock_x多路选择器；2)从菜单里选择一个值（此处选择VC1）。

5.按以下步骤配置模拟列输入多路复用器：1)单击AnalogColumn_InputMUX _x多路选择器；2).从菜单里选择一个端口（此处选择Port_0_1）。

6.按图10配置PGA用户模块参数。

图10 PGA用户模块参数7.按图11配置SAR6用户模块参数。

图11 SAR6用户模块参数8.数码管显示部分的配置，由于在LED显示实验处有详细介绍，此处不再重复叙述。

请参考LED显示实验。

以上步骤，9.通过以上步骤，最后得到如图12所示的资源配置图。

10.在Timer8_1INT.asm文件的_Timer8_1_ISR中断服务子程序里加入以下一行代码：jmp _timer1_ISR；11.编写应用程序。

程序代码见附录。

图12 模拟资源配置总图3.2 软件设计//----------------------------------------------------------------------------//文件名：main.c//---------------------------------------------------------------------------#include <m8c.h> // part specific constants and macros#include "PSoCAPI.h" // PSoC API definitions for all User Modules#pragma interrupt_handler timer1_ISR#define DATA PRT3DR#define SEL PRT4DR#define LED1 0b11111110#define LED2 0b11111101#define LED3 0b11111011#define LED4 0b11110111#define dp 0b11111110//unsigned charreg[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff};unsigned charreg[]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0x11,0xc1,0x63, 0x85,0x61,0x71,0xff};unsigned char led1_dig=0,led2_dig=0,led3_dig=0,led4_dig=0;unsigned char led_count=1;unsigned char led_dp=0;int iResult;void display(int num){led1_dig = num/1000;led2_dig = (num%1000)/100;led3_dig = (num%100)/10;led4_dig = num%10;}void timer1_ISR(){if(led_count==5)led_count=1;switch(led_count){case 1:SEL=0xff&LED1;if(led_dp==1)DATA=reg[led1_dig]&dp;elseDATA=reg[led1_dig];break;case 2:SEL=0xff&LED2;if(led_dp==2)DATA=reg[led2_dig]&dp;elseDATA=reg[led2_dig];break;case 3:SEL=0xff&LED3;if(led_dp==3)DATA=reg[led3_dig]&dp;elseDATA=reg[led3_dig];break;case 4:SEL=0xff&LED4;if(led_dp==4)DATA=reg[led4_dig]&dp;elseDATA=reg[led4_dig];break;default:break;}++led_count;}void main(){ // Insert your main routine code here.PGA_1_Start(PGA_1_MEDPOWER); // Turn on PGA powerSAR6_1_Start(SAR6_1_MEDPOWER); // Turn on SAR6 powerTimer8_1_Start();Timer8_1_EnableInt();M8C_EnableGInt;while(1){// SAR6模数转换结果范围在 [-32,31] ，加32，转换为无符号数[0,63 ] iResult = SAR6_1_cGetSample() + 32;display(iResult);}}4PWM控制蜂鸣器例程PWM模块是用来产生一定频率、一定占空比的周期方波，给蜂鸣器施加不同频率和占空比的方波，它就会发出不同的声音。